聚氨酯泡沫及其制备方法与流程

本发明涉及一种聚氨酯泡沫及其制备方法。

背景技术：

聚氨酯泡沫是一种新型的高分子合成材料，其性能独特，应用广泛。聚氨酯泡沫体具有质量轻、隔热保温性能好、吸音和缓冲抗震性优良、具有比较高的压缩强度和比较好的尺寸稳定性。目前，聚氨酯泡沫在应用中易于产生黄变现象。聚氨酯泡沫产生黄变现象的原因包括：①泡沫加工过程中，由于高温引起的热黄变；②接触空气中的氮氧化物及臭氧的气熏黄变；③受到光中的紫外线的照射引起的黄变；④其它一些化学物质与之反应导致的黄变。目前，针对聚氨酯泡沫易于产生黄变现象并没有一种好的解决办法。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种不易于发生黄变现象的聚氨酯泡沫及其制备方法。

一种聚氨酯泡沫，所述聚氨酯泡沫的制备原料包括如下各质量百分比的原料组分：聚醚40％-55％、白油10％-15％、硅油0.3％-0.4％、催化剂0.5％-3.5％、2,4-甲苯二异氰酸酯25％-30％、水2％-5％以及复合抗氧剂0.5％-1.5％。

在其中一个实施例中，所述聚氨酯泡沫的制备原料包括如下各质量百分比的原料组分：聚醚45％-50％、白油12％-15％、硅油0.3％-0.4％、催化剂0.5％-3.5％、2,4-甲苯二异氰酸酯27％-30％、水2％-15％以及复合抗氧剂0.5％-1.5％。

在其中一个实施例中，所述催化剂为有机金属催化剂和/或胺类催化剂。

在其中一个实施例中，所述胺类催化剂为n-氨基吗啡啉或者质量分数33％的三乙烯二胺溶液。

在其中一个实施例中，所述有机金属催化剂为二月桂酸二丁基锡或者辛酸亚锡。

在其中一个实施例中，所述复合抗氧剂为抗氧剂215、抗氧剂225、抗氧剂561、抗氧剂900、96号抗氧剂、cf-400号抗氧剂以及89-d号抗氧剂中的一种或者多种；

其中，所述抗氧剂215、所述抗氧剂225、所述抗氧剂561均由抗氧剂1010与辅助抗氧剂168混合而成；

所述抗氧剂900由抗氧剂1076与辅助抗氧剂168混合而成；

所述96号抗氧剂由抗氧剂1135、抗氧剂pdp、抗氧剂1010、抗氧剂dltp、光稳定剂292、抗氧剂329、邻苯二甲酸二辛酯、r型tio2、抗氧剂144、抗氧剂rpg以及荧光增白剂fp-127混合而成。

在其中一个实施例中，所述复合抗氧剂为96号抗氧剂。

一种所述的聚氨酯泡沫的制备方法，包括如下步骤：

将聚醚、白油、硅油、质量分数33％的三乙烯二胺溶液、催化剂以及水混合后加入复合抗氧剂，搅拌均匀形成混合液，再向所述混合液内加入2,4-甲苯二异氰酸酯，搅拌均匀后，成型，得所述聚氨酯泡沫。

在其中一个实施例中，加入所述2,4-甲苯二异氰酸酯后，搅拌时间为3s-4s。

在其中一个实施例中，加入所述2,4-甲苯二异氰酸酯时包括如下步骤：向所述混合液内加入所述2,4-甲苯二异氰酸酯时进行搅拌。

上述聚氨酯泡沫不易于发生黄变现象。本发明的聚氨酯泡沫通过加入复合抗氧化剂，能够提高聚氨酯泡沫的抗氧化性能，减少聚氨酯泡沫的黄变。本发明的聚氨酯泡沫中的复合抗氧剂，由二种或二种以上不同类型或同类型不同品种的抗氧剂复配而成，在泡沫材料中可取长补短，显示出协同效应，以最小加入量、最低成本而达到最佳抗热氧老化效果。协同效应是指两种或两种以上的助剂复合使用时，其应用效应大于每种助剂单独使用的效应加和，即1+1＞2。利用抗氧剂复合，可大幅度增强高聚氨酯泡沫的抗氧剂。

附图说明

图1为一实施例中加入等量的不同复合抗氧剂且未做处理的产品的f值随时间的变化趋势图；

图2为一实施例中加入等量不同的复合抗氧剂但做了高温处理的产品的f值随时间的变化趋势图；

图3为一实施例中无抗氧剂添加的聚氨酯泡沫与加入89-d号抗氧剂的聚氨酯泡沫的对比图；

图4为一实施例中无抗氧剂添加的聚氨酯泡沫与加入cf-400号抗氧剂的聚氨酯泡沫的对比图；

图5为一实施例中无抗氧剂添加的聚氨酯泡沫与加入96号抗氧剂的聚氨酯泡沫的对比图。

具体实施方式

本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明一实施例提供了一种聚氨酯泡沫，一种聚氨酯泡沫，所述聚氨酯泡沫的制备原料包括如下各质量百分比的原料组分：聚醚40％-55％、白油10％-15％、硅油0.3％-0.4％、催化剂0.5％-3.5％、2,4-甲苯二异氰酸酯25％-30％、水2％-5％以及复合抗氧剂0.5％-1.5％。

催化剂为有机金属催化剂和/或胺类催化剂。当催化剂为有机金属催化剂时，催化剂的质量百分比为3％-3.5％，当催化剂为胺类催化剂时，催化剂的质量百分比为0.5％-0.8％。胺类催化剂包括n-氨基吗啡啉或者质量分数33％的三乙烯二胺溶液(a-33)。有机金属催化剂包括二月桂酸二丁基锡或者辛酸亚锡。

复合抗氧剂为抗氧剂215、抗氧剂225、抗氧剂561、抗氧剂900、96号抗氧剂(或称96#抗氧剂)、cf-400号抗氧剂(或称cf-400#抗氧剂)以及89-d号抗氧剂(或称89-d#抗氧剂)中的一种或者多种；cf-400#抗氧剂、89-d#抗氧剂为市场通用产品。

抗氧剂215、抗氧剂225、抗氧剂561均由抗氧剂1010与辅助抗氧剂168按照不同的质量比混合而成，抗氧剂215、抗氧剂225、抗氧剂561均是由南京米兰公司购得。

抗氧剂900由抗氧剂1076与辅助抗氧剂168按质量比2：1混合而成。

96#抗氧剂由抗氧剂1135也即β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇酯30g、抗氧剂pdp也即聚(二丙二醇)苯基亚磷酸酯30g、抗氧剂1010也即四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]30g、抗氧剂dltp也即硫代二丙酸双月桂酯30g、光稳定剂292也即双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯25g、抗氧剂32915g、dop也即邻苯二甲酸二辛酯20g、r型tio21.2g、抗氧剂1441g、抗氧剂rpg93.3g以及荧光增白剂fp-12714.5g混合而成。

上述聚氨酯泡沫的制备方法，包括如下步骤：

将聚醚、白油、硅油、质量分数33％的三乙烯二胺溶液、催化剂以及水混合后加入复合抗氧剂，搅拌均匀形成混合液，在搅拌混合液的同时再向混合液内加入2,4-甲苯二异氰酸酯，搅拌3s-4s后，通过模具成型，得聚氨酯泡沫。

上述聚氨酯泡沫不易于发生黄变现象。本发明的聚氨酯泡沫通过加入复合抗氧化剂，能够提高聚氨酯泡沫的抗氧化性能，减少聚氨酯泡沫的黄变。

实施例1

本实施例提供了一种聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫的制备原料包括如下各质量百分比的原料组分：聚醚45％、白油15％、硅油0.4％、催化剂3.5％、2,4-甲苯二异氰酸酯30％、水5％以及复合抗氧剂1.1％。催化剂为质量分数33％的三乙烯二胺溶液以及辛酸亚锡(t-9)。复合抗氧剂为96#抗氧剂。

实施例2

本实施例提供了一种聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫的制备原料包括如下各质量百分比的原料组分：聚醚55％、白油10％、硅油0.3％、催化剂2.2％、2,4-甲苯二异氰酸酯30％、水2％以及复合抗氧剂0.5％。催化剂为质量分数33％的三乙烯二胺溶液以及辛酸亚锡(t-9)。复合抗氧剂为96#抗氧剂。

实施例3

本实施例提供了一种聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫的制备原料包括如下各质量百分比的原料组分：聚醚：47.4g、白油12g、硅油0.33g、催化剂a-333g、催化剂t-90.54g、2,4-甲苯二异氰酸酯27.6g、水2g以及复合抗氧剂0.9g。复合抗氧剂为96#抗氧剂。

实施例4

本实施例提供了一种聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫的制备原料包括如下各质量百分比的原料组分：聚醚：47.4g、白油12g、硅油0.33g、催化剂a-333g、催化剂t-90.54g、2,4-甲苯二异氰酸酯27.6g、水2g以及复合抗氧剂0.9g。复合抗氧剂为89-d#抗氧剂。

实施例5

本实施例提供了一种聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫的制备原料包括如下各质量百分比的原料组分：聚醚：47.4g、白油12g、硅油0.33g、催化剂a-333g、催化剂t-90.54g、2,4-甲苯二异氰酸酯27.6g、水2g以及复合抗氧剂0.9g。复合抗氧剂为cf-400#抗氧剂。

对比例1

本对比例提供了一种聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫的制备原料包括如下各质量百分比的原料组分：聚醚：47.4g、白油12g、硅油0.33g、催化剂a-333g、催化剂t-90.54g、2,4-甲苯二异氰酸酯27.6g以及水2g。加入96#抗氧剂0.45g及701#阻聚剂0.03g。

对比例2

本对比例提供了一种聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫的制备原料包括如下各质量百分比的原料组分：聚醚：47.4g、白油12g、硅油0.33g、催化剂a-333g、催化剂t-90.54g、2,4-甲苯二异氰酸酯27.6g以及水2g。加入96#抗氧剂0.45g及701#阻聚剂0.045g。

对比例3

本对比例提供了一种聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫的制备原料包括如下各质量百分比的原料组分：聚醚：47.4g、白油12g、硅油0.33g、催化剂a-333g、催化剂t-90.54g、2,4-甲苯二异氰酸酯27.6g以及水2g。加入荧光增白剂fp-1270.051g及701#阻聚剂0.045g。

对比例4

本对比例提供了一种聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫的制备原料包括如下各质量百分比的原料组分：聚醚：47.4g、白油12g、硅油0.33g、催化剂a-333g、催化剂t-90.54g、2,4-甲苯二异氰酸酯27.6g以及水2g。加入96#抗氧剂0.45g及701#阻聚剂0.06g。

对比例5

本对比例提供了一种聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫的制备原料包括如下各质量百分比的原料组分：聚醚：47.4g、白油12g、硅油0.33g、催化剂a-333g、催化剂t-90.54g、2,4-甲苯二异氰酸酯27.6g以及水2g。加入荧光增白剂fp-1270.051g及701#阻聚剂0.06g。

对比例6

本对比例提供了一种聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫的制备原料包括如下各质量百分比的原料组分：聚醚：47.4g、白油12g、硅油0.33g、催化剂a-333g、催化剂t-90.54g、2,4-甲苯二异氰酸酯27.6g以及水2g。加入荧光增白剂fp-1270.102g。

对比例7

本对比例提供了一种聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫的制备原料包括如下各质量百分比的原料组分：聚醚：47.4g、白油12g、硅油0.33g、催化剂a-333g、催化剂t-90.54g、2,4-甲苯二异氰酸酯27.6g以及水2g。

一、样品处理

将实施例3-5以及对比例1-7制备得到的聚氨酯泡沫产品依次编号为1-10号，如表1所示。并将1-10号聚氨酯泡沫产品都按大小均匀、横截面平整的切成3块，并进行编号(如将1号聚氨酯泡沫产品所切的3块分别编号为1-①、1-②、1-③，2号聚氨酯泡沫产品所切的3块分别编号为2-①、2-②、2-③)。

表1

(1)将1-10号聚氨酯泡沫产品的①号均放入200℃的烘箱中烘烤150s-180s,即高温处理。然后将其直接挂在光线较好的地方，保证每个聚氨酯泡沫产品所处的环境相同。

(2)将1-10号聚氨酯泡沫产品的②号不做高温处理，但与1-10号聚氨酯泡沫产品的①号挂同一个地方，保证1-10号聚氨酯泡沫产品的①号和1-10号聚氨酯泡沫产品的②号挂晾中的环境一样。

(3)将1-10号聚氨酯泡沫产品的③号用黑色无污染洁净的塑料袋装起，放在黑暗无污染的条件下进行储藏。

(4)每隔2天对1-10号聚氨酯泡沫产品的①、②、③号聚氨酯泡沫产品用白度测定仪进行荧光白度的测量，分析荧光白度的变化。

二、结果与分析

1、样品的总白度值

对1-10号聚氨酯泡沫产品的进行处理前样品的总白度值与荧光白度值如表2所示。

表2

由表4可得，加入抗氧剂与没有加抗氧剂所得的泡沫的总白度值有明显的差异，由此知，所用的复合抗氧剂有明显的增白效果。

2、高温处理后聚氨酯泡沫产品的荧光白度值f

1-10号聚氨酯泡沫产品的①号聚氨酯泡沫产品进行高温处理后，聚氨酯泡沫产品的荧光白度值f如表3所示。

表3

由表5可得，经高温处理后的样品随时间的增长，样品的荧光白度值都明显下降，其中8号聚氨酯泡沫产品的①号聚氨酯泡沫产品下降的幅度最大。可能因高温导致助剂的抗氧化能力下降。

3、挂晾后聚氨酯泡沫产品的荧光白度值f

1-10号聚氨酯泡沫产品的②号聚氨酯泡沫产品进行挂晾后，聚氨酯泡沫产品的荧光白度值f如表4所示。

表4

由表6可得，直接挂晾的1-10号聚氨酯泡沫产品的②号聚氨酯泡沫产品的f值变化的幅度较小。

4、未经处理的聚氨酯泡沫产品的荧光白度值f

1-10号聚氨酯泡沫产品的③号聚氨酯泡沫产品未经处理的荧光白度值f如表5所示。

表5

由表6可知，未经过任何处理的样品片随时间的增长，其荧光白度值变化较小。而5-③，7-③，9-③这3个样品片变化相对最小。

5、不同复合抗氧剂对f值(荧光白度)的影响

加入不同复合抗氧剂

加入等量的不同复合抗氧剂且未做处理的聚氨酯泡沫产品的f值随时间的变化如表6及图1所示。

表6

由表6和图1可知，加入89-d#抗氧剂、cf-400#抗氧剂以及96#抗氧剂这3种抗氧剂，在没有其他影响的条件下，聚氨酯泡沫产品的抗氧化性效果都相近。

6、高温处理的聚氨酯泡沫产品的f值随时间的变化

加入等量不同的复合抗氧剂但做了高温处理的聚氨酯泡沫产品的f值随时间的变化如表7及图2所示。

由表7和图2可知，分别加入89-d#抗氧剂、cf-400#抗氧剂以及96#抗氧剂的聚氨酯泡沫产品，经过高温处理后，随着时间的变化，加入cf-400#抗氧剂以及96#抗氧剂的聚氨酯泡沫产品的荧光白度相对加入89-d#抗氧剂的聚氨酯泡沫产品明显降低。

7、经过高温处理的1号、2号、3号、10号聚氨酯泡沫产品，再经过20天的光照，10号与1号、10号与2号、10号与3号的对比图如图3-5所示。

无抗氧剂添加的10号聚氨酯泡沫产品(左)与加入89-d#抗氧剂0.9g的1号聚氨酯泡沫产品(右)的对比图如图3所示。

无抗氧剂添加的10号聚氨酯泡沫产品(左)与加入cf-400#抗氧剂0.9g的1号聚氨酯泡沫产品(右)的对比图如图4所示。

无抗氧剂添加的10号聚氨酯泡沫产品(左)与加入96#抗氧剂0.9g的1号聚氨酯泡沫产品(右)的对比图如图5所示。

由图3、图4、图5可知，添加抗氧剂对聚氨酯泡沫产品有明显的耐黄变效果图3、图4、图5中的左边位置的图像是10号聚氨酯泡沫产品没有添加复合抗氧剂的，可以看出其明显变黄。而图3、图4、图5中的右边位置的图像是1、2、3号添加复合抗氧剂的，可以看出聚氨酯泡沫产品的颜色都特别白净，说明复合抗氧剂对聚氨酯泡沫产品有明显的增白效果。

本发明的聚氨酯泡沫产品在制备时添加复合抗氧剂，对聚氨酯泡沫起到了明显的抗氧化黄变效果。通过对实验样品进行不同处理后，得到经过高温处理的样品的荧光白度值下降得最快，由于高温条件使得助剂的结构发生了变化，而导致白度降低；通过对分别加入了等量的cf-400#抗氧剂、96#抗氧剂、89-d#抗氧剂这3个样品经处理后的白度值的分析，加入96#抗氧剂的抗氧化性更好。

本发明的聚氨酯泡沫中的复合抗氧剂，由二种或二种以上不同类型或同类型不同品种的抗氧剂复配而成，在泡沫材料中可取长补短，显示出协同效应，以最小加入量、最低成本而达到最佳抗热氧老化效果。协同效应是指两种或两种以上的助剂复合使用时，其应用效应大于每种助剂单独使用的效应加和，即1+1＞2。本发明的聚氨酯泡沫利用抗氧剂复合，可大幅度增强高聚氨酯泡沫的抗氧剂。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。